사라진 별이 새 행성을 잉태했다 — 27년 묵은 허블 데이터에 남은 '니오븀' 자국, 죽은 별 주위의 2세대 가스 거인

1999년, 허블 우주 망원경의 분광기 카메라가 별 하나를 찍었습니다. 그 프레임에는 분광학적 자국이 약 100개쯤 찍혔는데, 당시의 분광 데이터베이스로는 대부분을 어떤 원소에 매칭할 수 없었습니다. 그 별은 화학적으로 너무 이상했기 때문에 27년 동안 데이터베이스의 외래어로 남았습니다.

2026년 10월 5일, ESA/Hubble 공식 보도자료와 Nature Astronomy에 실린 한 논문이 그 외래어의 의미를 풀어냈습니다. 백색왜성 HS 0209+0832 — 한때는 일반 별이었다가 수소를 다 써버리고 외피를 우주에 흩뿌리고 남은, 지구만 한 크기의 천체 — 의 시그니처에 니오븀(niobium, 원소 기호 Nb) 이 들어 있었다는 사실. 이 원소는 우주에서 만들어지는 위치가 극히 제한적이라, 이 발견은 백색왜성이 스스로 흩뿌린 물질에서 두 번째 행성이 만들어졌다는 최초의 후보를 가리킵니다.

cold case의 끝을 연 'niobium'

영국 워릭 대학교 박사과정 중인 Jamie Williams가 그 별의 1999년 분광 데이터 — 약 100개의 미확인 자국 — 를 다시 들여다봤습니다. 2026년版本的 분광 데이터베이스와 비교하니, 정체 모를 자국의 상당수가 니오븀 스펙트럼 라인과 정확히 맞아떨어졌습니다. 평소라면 별의 분광에서 거의 등장하지 않는 원소였습니다.

공동연구자이자 이론 천체물리학자인 Nicholas Stone(위스콘신 대학교 매디슨)은 이렇게 설명합니다.

"철보다 무거운 원소들은 별의 중심핵에서 열핵융합으로 만들어지지 않습니다. 별이 죽을 때 잠깐 펼쳐지는 특수한 환경에서만 만들어지고, 죽어가는 별의 내부를 우주로 내뱉을 때 같이 나옵니다. 니오븀이 검출됐다는 것은 그런 '사투'의 흔적이 그 별에서 지금도 보인다는 뜻입니다."

니오븀만큼 결정적인 단서가 또 하나 있었습니다. 자연과학이 별에서 니오븀을 본 적이 없었습니다. ESA 보도자료는 이것을 *"어떤 다른 백색왜성에서도 보고된 적이 없는 원소"*라고 강조합니다. 그래서 그 별의 발견 자체가 표준 모델의 한계를 건드리는 사건이 됐습니다.

두 번째로 태어난 가스 거인

Williams팀의 가설은 이렇습니다. 백색왜성은 죽으면서 외피를 우주에 분출합니다. 그 분출물에는 별이 짧은 순간 합성했던 무거운 원소들 — 니오븀 포함 — 이 농축되어 있었습니다. 그 물질이 흩어지기 전에 일부가 함께 뭉쳐 행성으로 태어났다는 것입니다. 일종의 별의 죽음에서 자란 두 번째 행성입니다.

연구팀이 제시한 후보 행성의 윤곽은 이렇습니다.

• 종류: 목성 크기의 가스 거인.
• 궤도 거리: 약 600만 km(수금지구 평균 거리 대비 매우 가까움). 수성이 태양을 도는 거리보다도 가깝습니다.
• 상태: 백색왜성의 강한 복사에 대기 외층을 계속 깎이고 있어, 외피 물질이 혜성 꼬리처럼 늘어서는 모양일 가능성. 그 물질이 별 주위에 디스크처럼 다시 떨어지면서 허블이 본 화학 조성을 만들어낸 것으로 보입니다.
• 확인 관측: NASA의 TESS(외계 행성 탐사 위성)가 4개월간 이 백색왜성을 모니터링해 주기적 밝기 변화를 잡았고, 이미 퇴역한 FUSE(극자외선 분광 탐사 위성)의 아카이브 데이터에서도 니오븀 시그니처가 재확인됐습니다.
• 미래: 백색왜성이 수십억 년에 걸쳐 천천히 식으면, 그 행성은 안정적인 허용권 안으로 들어옵니다. 즉, 죽은 별이 도리어 행성에 두 번째 거주 가능 구간을 선물할 가능성도 열려 있습니다.

Williams는 이렇게 말합니다.

"이번 발견이 우리에게 보여주는 건, 백색왜성 단계가 별과 행성의 이야기의 에필로그가 아닐 수도 있다는 겁니다. 익숙했던 장면이 첫 번째 챕터였고, 그 뒤에 새로운 등장인물이 나올 수 있습니다."

왜 이 별이 흥미로운가

지금까지 백색왜성 주위에서 실제로 행성 후보가 보고된 적은 여러 번 있었습니다. 그런데 이번 HS 0209+0832 사례가 다른 점은, 후보 행성이 그 별이 태어날 때부터 있던 물질에서 자라지 않았다는 결정적 단서 — 니오븀 — 를 들고 있다는 것입니다. 별이 죽으면서 뱉은 물질로 행성이 만들어졌다는 점에서는, 인간이 태양계에서 본 적 없는 시나리오의 첫 번째 직접 관측적 신호입니다.

연구팀은 이미 다음 단계로 허블을 다시 사용할 예정입니다. 두 번째로 태어난 행성이 얼마나 흔하고, 어떻게 진화하는지를 통계적으로 풀어내려는 작업입니다. Nature Astronomy의 같은 호에는 이 별의 거동을 보강하는 동시대 JWST 관측 데이터도 함께 인용됐다고 보도됐습니다.

27년 전 데이터가 다시 깨어난 방식

이 사건의 미스터리한 부분은 따로 있습니다. 1999년, 미국 Hubble 우주 망원경(STScI 운영)이 찍었던 분광 프레임 한 장이 그 상태로 27년 동안 아카이브의 외래어였습니다. 누군가 — 박사과정 중인 한 젊은 천문학자 — 가 그 데이터를 다시 꺼내 들여다본 것입니다.

ESA 보도자료에서 공동연구자 Boris Gaensicke(워릭 대학교)는 이 경험을 이렇게 정리합니다.

"과학적 발견은 직선 경로가 아니라는 걸 이 연구가 잘 보여줍니다. 큰 질문을 서로에게 묻고, 함께 의외의 답을 찾는 마법 같은 순간이 있어야 풀리는 경우가 많습니다."

한때 별이었던 천체가 스스로 뱉은 재 속에서 새로운 행성을 잉태하는 자연이 시작된 일입니다. 죽은 별이 의외로 새 장의 무대가 됐다는 사실 — 그 별이 허늘에서 스스로 사라진 뒤에도 별의 가족이 한 명 더 늘어나고 있을 가능성을, 우리는 지금 화학 원소 한 개의 자국으로 읽기 시작한 셈입니다.

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출처

• ESA/Hubble — heic2613, 'Suspected second-generation planet solves Hubble cold case' (Bethany Downer 외, 2026-10-05): https://esahubble.org/news/heic2613/
• Nature Astronomy — Williams 외, HS 0209+0832의 2세대 행성 후보 논문 (2026-10-05): https://www.nature.com/articles/s41550-026-02983-7
• NASA Hubble 미션 페이지: https://science.nasa.gov/mission/hubble/

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본 글은 ESA/Hubble 공식 보도자료와 Nature Astronomy 동료심사 논문을 1차 출처로 삼아 작성됐습니다. 수치(원소명 niobium/Nb, HS 0209+0832 시스템 명, 궤도 거리 약 600만 km, TESS 4개월 관측, FUSE 아카이브 활용, 백색왜성 일반 설명)는 ESA/Hubble 본문에서 직접 인용했습니다. 2세대 행성 가설의 통계적 일반화는 추후 JWST·Hubble 후속 연구로 확정될 영역이므로 본문에서도 후보 단계로 표현했습니다.